Методы моделирования ГАП ( имитационное моделирование)

Методы моделирования ГАП (аналитическое моделирование)

Задачи моделирования ГАП

Основные задачи моделирования ГАП следующие:

1) определить производительность всей системы и загрузку ее отдельных элементов при известных характеристиках изделий, технологии, ресурсах производительности всех элементов и емкостях накопителей;

2) определить необходимые ресурсы производительности всех элементов системы и емкости накопителей при известных характеристиках изделия, технологии и плановом задании;

3) определить необходимую производительность транспортной системы и емкости накопителей при известных характеристиках изделия, технологии, плановом задании и ресурсах производительности обрабатывающих (сборочных) элементов;

4) определить потерю производительности системы при отказе определенных элементов при известных характеристиках изделия, технологии, плановом задании, ресурсах производительности и емкостях накопителей.

Перечисленные задачи являются наиболее характерными при анализе проектов ГАП, но не исчерпывают список возможных постановок задач.

Аналитическое моделирование основано на косвенном описании моделируемого объекта с помощью набора математических формул. Язык аналитического описания содержит следующие основные группы семантических элементов: критерий, неизвестные, данные, математические операции, ограничения.

К аналитическим относятся модели, построенные на основе аппарата

v математического программирования,

v корреляционного анализа,

v регрессионного анализа.

Аналитические модели являются эффективным инструментом для решения задач оптимизации или вычисления характеристик производственных систем. Однако в ряде задач применение аналитических моделей затруднительно из-за, их большой размерности. Для выхода из этой ситуации используют разбиение задачи большой размерности на подзадачи меньшей размерности так, чтобы автономные решения подзадач в определенной последовательности давали решение основной задачи.

Имитaционное моделирование основано на прямом описании моделируемого объекта. Существенной характеристикой таких моделей является структурное подобие объекта и модели.

Это значит, что каждому существенному с точки зрения решаемой задачи элементу объекта ставится в соответствие элемент модели. При построении имитационной модели описываются и законы функционирования каждого элемента объекта и связи между ними.

Работа с имитационной моделью заключается в проведении имитационного эксперимента. Процесс, протекающий в модели в ходе эксперимента, подобен процессу в реальном объекте, поэтому исследование объекта на его имитационной модели сводится к изучению характеристик процесса, протекающего в ходе эксперимента.

Ценным качеством имитации является возможность управлять масштабом времени: Динамический процесс в имитационной модели протекает в системном времени. Cистемное время имитирует реальное время. При этом пересчет системного времени в модели можно выполнить двумя способами: первый заключается в движении по времени с некоторым постоянным шагом а, второй - в «движении» по времени от событии к событию. Считается, что в промежутках времени между событиями в модели изменений не происходит.

Кроме реального и системного времени существует еще один тип времени — машинное, т.е. время, за которое реализуется имитационный эксперимент.

При имитационном моделирований производственных систем, как правило, стремятся «сжать» реальное время, т, е. продолжительность процессов в модели, измеряемая машинным временем, значительно меньше продолжительности тех же процессов в реальном объекте. Это дает возможность изучать функционирование производственной системы на достаточно длительных интервалах времени.

Основное назначение имитационного моделировании состоит в следующем:

· выделить наиболее существенные переменные, оценить степень влияния их изменений на исследуемые параметры системы, а также определить «узкие места», т. е. технологические организационные или управленческие факторы, наиболее существенно влияющие на показатели (функционировании системы;

· изучить воздействие различных организационных, управленческих и технико-экономических изменений на показатели функционирования системы;

· оценить различные варианты технических решений и стратегий управления при поиске оптимальной структуры ГАП.

Очевидно, аналогичные задачи можно решить и с помощью аналитических методой. Однако имитация позволяет работать с моделями большой размерности, учитывать ограничения и условия, которые трудно или невозможно включить в аналитическую модель, а также представить результаты моделировании в наглядной, легко интерпретируемой форме.

Проведение имитационного эксперимента часто оказывается трудоемкой и длительной процедурой. Поэтому на практике при решении задач анализа и синтеза ГАП аналитическое и имитационное моделирование объединяют в комплексную процедуру. Аналитическое моделирование в такой процедуре используют для быстрого, но приближенного оценивания основных характеристик ГАП, что позволяет устранить наиболее существенные неточности проектирования. А потом выполняют имитационное моделирование, занимающее больше времени, но позволяющее определить характеристики ГАП с более высокой степенью точности.

Дата добавления: 2014-01-04